人教版高中化学必修2学案：4．2．1煤、石油、天然气的综合利用

第1课时　煤、石油和天然气的综合利用
【课程学习目标】
　　1.认识煤、石油和天然气等化石燃料综合利用的意义。
2.了解煤的干馏和干馏产品的应用以及煤的气化和液化的基本原理。
3.了解石油的分馏、裂化和裂解的基本原理。
4.以聚乙烯为例，掌握加聚反应的特点及其化学方程式的书写。
【课程导学建议】
　　学生比较熟悉化石燃料作为能源的利用，对化石燃料作为重要化工原料可能了解不多。限于课程和知识基础，可简单介绍化石燃料的化学成分、有关煤综合利用的知识及石油化工生产的一般过程和原理。
【知识体系梳理】
　　一、从煤、石油和天然气中获得基本化工原料
1.煤的组成
煤是由 和少量无机物组成的复杂混合物，其组成以 元素为主，还含有少量的氢、氧、 、 等元素。
2.煤的加工方法及产品
(1)干馏
定义:煤的干馏是指将煤 加强热使之分解的过程，工业上也叫煤的焦化。
产品:出炉煤气和焦炭，其中出炉煤气包括 、粗氨水、粗苯、 等。
(2)气化
定义:煤的气化是指将煤转化为 的过程。
主要反应: 。
(3)液化
直接液化:煤与⑩氢气作用生成液体燃料。
间接液化:煤先转化为 ，再在催化剂作用下合成 等。
3.天然气的主要成分是 ，生活中可作为燃料，化工生产中可用于合成 和生产 等。
4.石油的组成和加工
(1)组成:石油是由多种 组成的混合物。
(2)石油的加工
①分馏:利用原油中各组分 的不同进行分离的过程。
②裂化:将含碳原子数较多、沸点较高的烃断裂为含碳原子数较少、沸点较低的烃的过程。通过裂化，重油可转变为 。
③裂解:就是深度裂化，通过裂解可得到 等重要化工基本原料。
④重整:在加热和催化剂作用下，通过结构的重新调整，使链状烃转化为 。
二、以煤、石油和天然气为原料生产合成材料
1.三大合成材料: 、 和 都是以煤、石油和天然气为原料生产的。
2.四个基本概念
(1)加聚反应:利用加成反应，使小分子化合物聚合成高分子化合物的反应。
(2)单体:聚合成高分子化合物的小分子称为单体，如聚乙烯的单体为 。
(3)链节:高分子化合物中的重复结构单元称为链节，如聚乙烯的链节为 。
(4)聚合度:聚合度是指高分子化合物中所含 的数目，如聚乙烯的聚合度为 。
3.乙烯发生加聚反应的化学方程式为 。
【答案】
一、1.有机物 碳 氮 硫
2. (1)隔绝空气 焦炉气 煤焦油
(2) 可燃性气体 C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)。
(3) 氢气 一氧化碳和氢气 甲醇
3. 甲烷 氨 甲醇
4. (1) 碳氢化合物
(2) ① 沸点 ② 汽油 ③ 乙烯、丙烯、甲烷 ④ 环状烃。
二、 1塑料 合成橡胶 合成纤维
2. (2)乙烯
(3)—CH2—CH2—
(4)链节 n
3.
【基础学习交流】
　　1.石油的分馏、裂化、裂解和重整中，属于物理变化的有哪些?
【答案】分馏。
2.加聚反应属于加成反应吗?
【答案】属于;加聚反应的实质是分子自身发生加成反应。
3.矿物油与植物油的成分有什么区别?
【答案】矿物油的主要成分属于烃类物质，植物油的主要成分属于酯类物质。
【重点难点探究】
　　探究:加聚反应
【互动探究】
　　氯乙烯()和苯乙烯()都是重要的化工原料，请回答下列问题:
(1)分别写出氯乙烯、苯乙烯发生加聚反应的化学方程式:　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　。?
(2)下列有关说法不正确的是　　　　(填字母)。?
A.氯乙烯、苯乙烯分子中都含有碳碳双键
B.聚氯乙烯、聚苯乙烯都能使溴水褪色
C.聚氯乙烯、聚苯乙烯都属于高分子化合物
D.氯乙烯、苯乙烯都属于烃
【解析】(1)氯乙烯发生加聚反应时，其产物是;苯乙烯发生加聚反应时，其加聚产物是。(2)氯乙烯、苯乙烯能发生加聚反应，是因为它们分子中均含有碳碳双键，A项正确;发生加聚反应时，碳碳双键要打开一个键，其加聚产物中不存在碳碳双键，故不能使溴水褪色，B项错误;加聚反应得到的产物属于高分子化合物，C项正确;氯乙烯分子中除含有C、H外，还含有Cl，所以氯乙烯不属于烃，是烃的衍生物，D项错误。
【答案】(1);
n
(2)BD
【探究拓展】
　　1.加聚反应的产物属于纯净物还是混合物?
【答案】混合物，因为产物中有多种n值不同的高分子，所以是混合物。
2.乙烯和聚乙烯相比，含碳量是否相同?化学性质是否相同?
【答案】含碳量相同;化学性质不同，乙烯分子中含有碳碳双键，聚乙烯分子中无碳碳双键。
【名师点拨】
　　1.由单体书写聚合物的方法
(1)书写加聚反应产物时，将碳碳双键打开一个键，使与双键相连的两个碳原子各带“半个键”，表示链节。
(2)将链节放在[　]中，用n表示聚合度，如的加聚反应产物是。
2.由聚合物判断单体的方法
聚合物中，将中括号[　]中的两个碳原子之间的单键改成双键，该分子即为单体。
【随堂检测】
1．下列关于煤、石油、天然气等资源的说法正确的是(　　)
A．石油裂解得到的汽油是纯净物
B．石油产品都可用于聚合反应
C．天然气是一种清洁的化石燃料
D．水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料
【解析】　A项石油裂解和分馏得到的均为混合物；B项石油产品的烯烃可用于聚合反应；D项是煤经干馏得到的气体燃料。
【答案】　C
2．将木材隔绝空气加强热，可得到木煤气、木焦油和木炭等，这种加工方法化工生产中称为(　　)
A．分馏 B．裂化
C．裂解 D．干馏
【解析】　将木材隔绝空气加强热，可得到木煤气、木焦油和木炭等，这种加工方法化工生产中称为干馏。答案是D。
【答案】　D
3．下列物质中，属于合成高分子化合物的是(　　)
A．纤维素 B．蛋白质
C．酶 D．塑料
【解析】　由千百个原子彼此以共价键结合形成相对分子质量特别大、具有重复结构单元的有机化合物。纤维素是多糖，属于天然高分子化合物；蛋白质是人体内重要的营养素，属于天然高分子化合物；酶属蛋白质，是天然高分子化合物。
【答案】　D
4．某高分子化合物含有如下结构片段：

对其结构的分析正确的是(　　)
A．它是缩聚反应的产物
B．合成它的小分子是CH3OH
C．合成它的小分子是CH2===CH2和HCOOCH3
D．合成它的小分子是CH2===CHCOOCH3
【解析】　从给出的结构片段可判断该高分子化合物为的重复，推知该高分子应为经加聚反应生成的。
【答案】　D